合作博弈在装配式建筑产业链利益分配的适用性研究

段文吉 郭慧锋 徐雅萍 余波

摘要：文章首先构建了装配式建筑产业链，并分析了其特征。然后详细介绍了合作博弈理论模型及特点，最后综合分析，表明在装配式建筑产业链利益分配时应用合作博弈理论是适用的。

Abstract： Firstly， this paper constructs the assembly construction industry chain and analyses its characteristics. Then it introduces the theoretical model and characteristics of cooperative game in detail. Finally， the comprehensive analysis shows that it is applicable to apply the cooperative game theory in the distribution of interest in the assembly construction industry chain.

关键词：合作博弈;装配式建筑;产业链

Key words： cooperative game theory;assembly construction;industry chain

中图分类号：F426                                        文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）13-0073-03

0  引言

随着一系列政策文件的发布，我国的装配式建筑目前进入全面发展期。大力发展装配式建筑是对传统建造方式的转型升级，有利于减少环境污染、节约资源、提高建筑质量及缩短工期。然而从当前的状况看，装配式建筑的应用并未取得预期的效果，对于装配式建筑的生产与应用推广，还存在着诸多的障碍，其中一大障碍便是装配式建筑产业链利益分配的不合理，影响各合作方的积极性。

虽然装配式建筑是目前的研究热点，但对装配式建筑产业链利益分配进行研究的不多。目前关于产业链利益分配的理论方法应用最广的是合作博弈论，但这方法是否适用于装配式建筑产业链利益分配还不确定，故文章将结合装配式建筑产业链特征，对合作博弈理论在装配式建筑产业链利益分配的适用性进行分析，为装配式建筑产业链利益分配提供理论支持。

1  装配式建筑产业链的构建与特征

1.1 装配式建筑产业链构建

与传统建筑相比，装配式建筑在整个“生命过程”中衍生出了其他相关环节，丰富了建筑行业的内涵，如构件部品的工厂化生产，建筑废物的资源化处理等。且装配式建筑具有“四节一环保”的优势，是一个国家可持续发展的具体体现。因此，文章将装配式建筑产业链定义为：围绕装配式建筑全寿命周期，涉及装配式建筑技术研发、咨询设计、构件预制、装配施工、销售、运营管理、报废拆除、建筑物回收利用等环节，每个环节彼此关联，形成上、中、下游企业间具有内在联系的技术经济链条。

文章秉承可持续发展和循环经济的理念，构建了绿色可持续的装配式建筑产业链（如图1所示）。装配式建筑产业链的主要环节包括有：技术研发和咨询、总体规划和设计、构件部品工厂化生产和运输、现场组装施工、室内外装修、市场销售、物业管理、拆除与分拣及建筑废物资源化处理。其中，上游具体环节包括：技术研发与咨询、整体规划与设计、原材料生产及设备制造，中游具体环节包括：构件部品工厂化生产和运输、现场组装施工、室内外装修，下游具体环节包括：市场销售、物业管理、拆除与分拣以及废物资源化处理。

技术研发与咨询企业、科研机构、高校、原材料生产企业及设备制造企业等上游企业或单位为构件生产企业、建筑施工企业及专业建筑装修企业等中游企业提供了技术、材料及设备。中游企业基于上游企业或单位提供的技术、材料及设备，主要负责装配式建筑的施工生产。经过上游环节的供应和中游环节的生产过程，下游企业主要负责装配式建筑的销售、物业管理、装配式建筑的拆除分拣及建筑废物的资源化处理。

1.2 装配式建筑产业链特征

装配式建筑产业链是传统建筑产业链的优化与扩展，有着减少资源消耗、提高质量、缩短工期、降低成本及绿色环保等优点。也正因为这一点，装配式建筑产业链在运行过程中对产业链企业之间的协同合作有着更高的要求。若想实现装配式建筑产业链的上述优势，上至技术研发企业院校，下至建筑废物资源化处理企业等企业之间都应进行不同程度的协同合作，如设计企业、构件部品生产企业及安装施工企业之间的有效协同合作便可解决“设计企业出的图纸，构件部品企业生产不出来”，“生产出来的构件部品，安装施工企业无法安装”等问题，减少工程返工，进而减少资源浪费、降低成本及缩短工期。

产业链节点企业合作协同是装配式建筑产业链的高效稳定运行的保障，而发挥好产业链节点企业协同效应离不开各企业之间有效、合理的利益分配。装配式建筑项目在运行过程中，以工程总承包企业为核心，与原材料、构件部品生产企业，专业分包企业等企业建立合作关系。然而这些产业链节点企业看似一个整体，实际上却是一个个互相独立的经济实体，有着利益上的冲突和协同关系不紧密的问题。一方面，产业链各节点企业作为“理性人”，在合作过程中本能地追求自身利益的最大化，然而各节点企业由于自身属性个出发点的不同，因此，在对装配式建筑产业链整体利益进行分配时必然存在冲突。另一方面，由于各企业在利益分配时存在冲突，因而将影响各企业的合作积极性，使得产业链上下節点企业相互脱节，信息不能及时共享，无法更好地发挥协同效应进而影响产业链的稳定运行。

2  合作博弈理论模型

2.1 合作博弈概念

合作博弈是指参与成员之间通过协同达到一个具有约束性并且可以强制执行的约定而形成的博弈类型。与非合作博弈的区别在于，合作博弈注重集体理性而不是个体理性，且合作博弈有着其独特的优势。首先，合作博弈不需要了解其他成员的具体策略情况及策略顺序，其实，在装配式建筑项目中，也是无法完全了解其他合作企业的具体策略及策略顺序。其次，合作博弈的均衡解更具有稳定性。在博弈过程中，参与成员之间允达成具有约束性的约定，即合作博弈中的“合作”是指博弈中的参与成员之间需通过协同才能完成博弈，而非各自分散独立决策。

2.2 合作博弈模型

关于合作博弈的解法有很多种，如优超、核、稳定集、Shapley值及纳什谈判。其中，Shapley值解是在其他产业链应用较广的一种方法。Shapley值法，即Shapley L.S于1953年建立的用来解决多个人合作博弈过程中存在的利益分配问题的模型。

设合作博弈里有n个成员，形成集合T={1，2，…，n}，S是集合T的一个任意子集，即博弈T中的一个联盟，空集作为？准。υ（S）是联盟S所获取的收益，其中υ（？准）=0。

对于一个联盟S∈T，无论联盟S外的其他成员采取什么样的策略，联盟S内部成员通过协同合作可得到的最大联盟收益υ（S），称为该联盟的特征函数。特征函数值的计算公式为

式中，n为联盟博弈的总参与成员数，k为联盟S的参与成员数。而υ（S＼{i}）表示在剔除了成员i加入时的联盟S的收益，故υ（S）-υ（S＼{i}）表示参与成员i对联盟S收益或特征函数值的影响，即参与成员i对联盟S收益所做的贡献。■则表示成员i加入联盟S的概率。所以，φi也表示参与成员i加入同盟S的期望贡献，是体现成员i价值的较好指标。

而Shapley L.S也提到，要想获得唯一的Shapley值解，还需满足三个基本公理：

①对称公理。对称公理即指博弈的结果与博弈成员之间的排列顺序没有关系。

②有效公理。有效公理是指全部博弈成员的Shapley值之和刚好分配完对应集体的总利益。

③加法公理。加法公理即指对原本两个相互独立的博弈進行兼并时，兼并后的博弈Shapley值等于两个相互独立的博弈Shapley值之和。

3  合作博弈理论的适用性分析

通过前面章节分析可知，对于装配式建筑的开发、建造及使用不是某一单独主体的行为，而是需要在产业链管理模式下通过各合作企业的协同合作才能实现，这里进行“协同合作”的企业并也非是分散独立决策，而是共同决策。如设计企业在进行设计时既要考虑业主的需求，也要同构件部品企业或安装施工企业进行提前沟通，以免造成工程返工。又由于装配式建筑产业链在运行过程中，合作企业之间关于加入装配式建筑项目所带来的效益并不完全清楚，且产业链上各企业加入装配式建筑项目是有前后顺序的，以及后加入项目的企业清楚之前加入企业的策略，所以装配式建筑产业链利益分配属于不完全信息的动态合作博弈。

在装配式建筑产业链中，利益分配本质是一种具有约束性的多人合作策略问题，各合作企业在进行做决策时应当遵循个体理性与团体理性相兼容的原则，不能只顾追求自己的最大化利益，还应当考虑其他合作企业利益及产业链的整体利益。

而合作博弈中的Shapley值法也正是秉承个体理性与团体理性相兼容原则的一种利益分配方法。虽然Shapley值法只考虑了各合作成员对联盟总收益的贡献，对复杂的装配式建筑产业链来说不够全面，但可以通过引入风险大小、努力程度及资源投入程度等利益分配影响因素来对Shapley值加以修正。因此，在装配式建筑产业链利益分配时应用合作博弈理论是适用的，可以保证产业链利益分配过程中的公正与效率。

4  结论

文章通过构建装配式建筑产业链，分析了其产业链特征。并结合合作博弈理论模型特点，分析了合作博弈理论的适用性，分析结果表示合作博弈理论完全适用于装配式建筑产业链利益分配。

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